ポポロンのほぅむぺぇぢ - 実験ちゃん

概要

CPUモニタとして光るミニスカート？

Mac mini のミニスカート部分が CPU 使用率に応じて虹色に光る謎アイテムです。
CPU使用率が低いときは緑色、上がってくると青 → 紫 → 赤 → 黄色と発光します。

動作中の様子の動画です。（MPEG1 16秒約3MB）　※画像をクリックしてください。

（CRT 内の様子）ブラウザのウィンドウリサイズにより CPU 使用率が上がり、発光色が緑 → 青 → 赤に変化しているのがわかると思います。

応用例： オーディオレベルメーターのテスト

ドライバソフトウェアを変更して、再生音楽の音量で光らせてみました。

製作の経緯

ミニスカート（mini Skirt）とは

普段は Windows ですが、以前は Mac も使っていて G4cube を所有しています。なので Mac mini が発表になったとき「これは買い！」と思いました。（キューブ型筐体が好きなのです。）
さらに The Plasticsmith（//www.plasticsmith.com/）から Mac mini 用の置き台？「mini Skirt」（//www.plasticsmith.com/miniskirt）が販売されていることを知り、その内容とネーミングの微妙さ加減に心惹かれてしまぃました。（Mac mini と組み合わせると G4cube テイストになるわけですね。）

画像は mini Skirt :glo の商品構成です。　透明なアクリル板と LED だけ…
アクリル板の内部を貫くように穴が開いていて、そこに LED を差し込むようになっています。

mini Skirt には白色（または青色）LED で発光するタイプもあって、これをフルカラーで光らせてみたいと思ったのです。 …が、ただ無意味に光らせるのもなんなので（変化が派手であろう）CPU 使用率で光らせることにしました。

光るミニスカートの構成

構成は、 PIC （//www.microchip.com/）というワンチップマイコンを使用した LED 点灯回路のハードウェアおよび PIC のためのソフトウェア、LED 点灯回路をドライブするための Mac mini 側のソフトウェア（ドライバ）　…となります。　役割分担は以下のようになります。

LED 点灯回路は RGB 情報を受け取ってフルカラー LED を点灯させる。

Mac mini 側のソフトウェア（ドライバ）は CPU 使用率を RGB 情報に変換して LED 点灯回路に送出する。

フルカラー LED には赤、緑、青のLED が封入されていて、それぞれを点灯させることにより任意の発光色を作ることができます。しかし、単純な ON/OFF では７色に切り替わるだけになってしまいますので、 PWM （Pulse Width Modulation）という手法を使って（中間色を発生させて）なめらかに発光色を変化させるようにします。

Mac mini と LED 点灯回路をつなぐインターフェースですが、Mac mini には USB しかありません。が、私には USB の知識も扱う技術もありませんので（冗長ですが） USB - シリアル変換ケーブルを使って（昔ながらの？）シリアル通信（RS232C）でつなぐことにしました。

PWM とシリアル通信は PIC のソフトウェアで制御します。　…基本的に電子回路は素人なので試行錯誤状態です（苦笑）

LED 点灯回路の製作

LED 点灯回路図

実体配線図

LED の光量にバラツキがある場合は LED への抵抗値（150Ω，75Ω，300Ω）を加減してください。
（部品をハンダ付けしてしまうと修正が大変なのでブレッドボードでの試作をおすすめします。）
USB から電源を取ることもできますが Mac mini 本体に負担をかけないように外部電源を使います。

回路を作成したら PIC にプログラムを書き込みます。
PIC 用プログラムのダウンロード　

miniskirt8.hex

動作確認は適当なターミナルソフトを使って、LED 点灯回路をつなげたシリアルポートに対して
9600bps，　データ 8 ビット，　パリティなし，　ストップビット 1，　フロー制御なし
を設定した後、キーボードから適当に 3 文字（ Z A A 等）打ってください。 LED が点灯したら成功です。

パーツの調達

パーツの調達ですが、私は秋月電子通商（//akizukidenshi.com/）の通販を利用しています。使用したフルカラー LED は秋月電子通商で購入したものです。
お店の回し者ではありませんが（笑） …主な部品を秋月電子通商で揃える場合の例を以下に示します。

RGBフルカラーLED (OSTA-5131A) //akizukidenshi.com/catalog/items2.php?p=1&q="I-00729"
PIC16F84A-20/P //akizukidenshi.com/catalog/items2.php?p=1&q="I-00097"
ICソケット(18P) //akizukidenshi.com/catalog/items2.php?p=1&q="P-00008"
セラロック 10MHz (*1) //akizukidenshi.com/catalog/items2.php?p=1&q="P-146"
カーボン抵抗 1/4W //akizukidenshi.com/catalog/regs.html
Dサブコネクタ 9P メス (*2) //akizukidenshi.com/catalog/items2.php?p=1&q="C-645"
ユニバーサル基板 //akizukidenshi.com/catalog/items2.php?p=1&q="AE-3"

(*1) ソフトウェアのタイミング上、セラロックは 10Mhz のものを使います。
(*2) USB - シリアル変換ケーブルも必要です。サン電子の VS-60R （//www.sun-denshi.co.jp/scc/products/mobile/vs60r/vs60r.htm）という製品を使いました。
なお、VS-60R のコネクタはオスです。Dサブコネクタは使用するケーブルに合わせてオス／メスを選択してください。

ドライバソフトウェア MiniSkirt について

MiniSkirt は Mac mini で動作する LED 点灯回路のドライバソフトウェアです。単純な CPU モニタで CPU 使用率を RGB 情報に変換して指定されたシリアルポートに送出する機能を持っています。

起動したら環境設定で LED 点灯回路をつなげたシリアルポートを選択してください。
シリアルポートを正常にオープンできると RGB 情報の送出を始めます。CPU 使用率の値と共に

ボックスの色が変化することでわかります。

ボックスの色が白の場合は RGB 情報の送出をしていないことを示します。

MiniSkirt のダウンロード　

MiniSkirt.dmg.gz

Mac mini 1.25GHz Model, Mac OSX 10.4 Tiger で動作確認をしています。他の Mac でも動作すると思われますが未確認です。マルチプロセッサには対応していません。